一種液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其包括液化天然氣蒸發氣供應裝置、液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置；液化天然氣蒸發氣供應裝置連接液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置，為這些裝置提供液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體；液化天然氣蒸發氣氣體依次經過液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置。該系統實現液化天然氣蒸發氣從冷能到燃燒能的高效綜合利用，提高其能源利用率，并可為站場解決冷、熱、電等需求。
【專利說明】
一種液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統
技術領域
[0001]本發明涉及液化天然氣站場液化天然氣回收利用技術領域，尤其涉及一種液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統。
【背景技術】
[0002]液化天然氣(LNG)溫度很低，常壓下沸點為_162°C，在運輸、存儲等環節由于受到外界熱量以及操作等的影響，不可避免的會蒸發產生液化天然氣蒸發氣(boil-off gas，簡稱BOG)，如一座3萬方的液化天然氣儲罐，一天可產生2000Nm3以上的液化天然氣蒸發氣。目前針對大中型LNG站場(液化天然氣中轉站、液化天然氣接收站等)液化天然氣蒸發氣的回收，主要有以下幾種形式:(I)液化天然氣蒸發氣壓縮進管網；(2)液化天然氣蒸發氣再液化制液化天然氣；(3)液化天然氣蒸發氣放空至火炬燃燒;液化天然氣蒸發氣壓縮進管網需要采用低溫液化天然氣蒸發氣壓縮機或者復溫后采用常規壓縮機，設備成本非常高，同時很難利用液化天然氣蒸發氣冷能;而液化天然氣蒸發氣再液化制液化天然氣目前工藝和操作較為復雜，能耗相對較高。如何高效的回收利用液化天然氣蒸發氣是目前液化天然氣站場亟需解決的一個問題。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，在充分利用液化天然氣蒸發氣冷能之后，將升溫后的液化天然氣蒸發氣作為燃料，產生電能，并利用其燃燒發電后尾氣余溫進行供熱供冷，實現液化天然氣蒸發氣從冷能到燃燒能的高效綜合利用，提高其能源利用率，并可為站場解決冷、熱、電等需求。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供了一種液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其包括液化天然氣蒸發氣供應裝置、液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置；
[0005]液化天然氣蒸發氣供應裝置連接液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置，為這些裝置提供液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體；
[0006]液化天然氣蒸發氣氣體依次經過液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置。
[0007]其中，所述液化天然氣蒸發氣供應裝置包括液化天然氣蒸發氣進氣管、常溫壓縮機、液化天然氣蒸發氣緩沖罐和減壓閥。
[0008]其中，所述液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置包括液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器和液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置。
[0009]其中，所述液化天然氣蒸發氣發電裝置包括燃氣輪機、電控裝置，用于給站場內供電；
[0010]其中，所述供冷裝置包括吸附式制冷機組，替代夏季站場內空調，實現制冷的目的;所述供冷裝置主要包括吸附式制冷機組，滿足站場內夏季制冷的需求。
[0011]其中，所述供熱裝置包括余熱鍋爐，用于站場內生活用熱水及冬天供暖需求。
[0012]本發明還提供了使用上述液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統進行液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，具體為:
[0013]第一步，低溫冷能利用，液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體經過液化天然氣蒸發氣進氣管線計入到液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器進行充分換熱，換熱后的液化天然氣蒸發氣氣體經過常溫壓縮機進入到液化天然氣蒸發氣緩沖罐進行存儲，同時3液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置利用液化天然氣蒸發氣冷能進行各低溫溫區的冷量分級利用，如低溫粉碎、低溫冷庫等，實現液化天然氣蒸發氣冷能的高效利用；
[0014]第二步，電能利用，液化天然氣蒸發氣緩沖罐內的液化天然氣蒸發氣氣體經減壓閥減壓進入到燃氣輪機進行燃燒發電，產生的電能通過電控裝置輸送給用電負荷處；
[0015]第三步，冷量利用，燃氣輪機發電產生的尾氣經過吸附式制冷機組，產生冷量，供給用冷負荷；
[0016]第四步，熱量利用，經吸附式制冷機組出來的尾氣再經過余熱鍋爐進行充分的換熱，提供熱量，供給用熱負荷。
[0017]本發明的有益效果:
[0018]本發明提供的液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統可充分利用液化天然氣蒸發氣產生的冷能，將升溫后的液化天然氣蒸發氣作為燃料，產生電能，并利用其燃燒發電后尾氣余溫進行供熱供冷，采用分布式能源方案，實現冷熱電聯產，提高能源利用率，充分利用液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能，實現全溫區的高效利用，同時為站場提供冷、熱、電供應。
【附圖說明】
[0019]圖1-液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發明提供了一種液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其包括液化天然氣蒸發氣供應裝置、液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置；
[0021]液化天然氣蒸發氣供應裝置連接液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置，為這些裝置提供液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體；
[0022]液化天然氣蒸發氣氣體依次經過液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置。
[0023]所述液化天然氣蒸發氣供應裝置包括液化天然氣蒸發氣進氣管、常溫壓縮機、液化天然氣蒸發氣緩沖罐和減壓閥。
[0024]所述液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置包括液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器和液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置。
[0025]所述液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器具體為可以進行遠距離熱量傳輸的熱管換熱器，所述液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置具體為利用液化天然氣蒸發氣低溫冷能的氣體提純精餾塔等。
[0026]所述液化天然氣蒸發氣發電裝置包括燃氣輪機、電控裝置和用電負荷。
[0027]所述電控裝置具體為并網柜和變壓器，用于給站場內供電。
[0028]其中，所述供冷裝置包括吸附式制冷機組，替代夏季站場內空調，實現制冷的目的;所述供冷裝置主要包括吸附式制冷機組，滿足站場內夏季制冷的需求。
[0029]其中，所述供熱裝置包括余熱鍋爐，用于站場內生活用熱水及冬天供暖需求。
[0030]所述液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器通過液化天然氣蒸發氣進氣管線與常溫壓縮機相連，液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置與液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器相連，利用液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器獲得的冷能。
[0031]所述常壓壓縮機通過液化天然氣蒸發氣氣體輸送管線與液化天然氣蒸發氣緩沖罐連接，實現液化天然氣蒸發氣氣體的存儲。
[0032]液化天然氣蒸發氣緩沖罐通過液化天然氣蒸發氣氣體輸送管線與燃氣輪機相連接，進行燃燒發電，產生電能，電能控制裝置與燃氣輪機相連接，產生的電能通過電能控制裝置輸送給用電負荷。
[0033]燃氣輪機通過液化天然氣蒸發氣氣體輸送管線與吸附式制冷機組相連接，吸附式制冷機組通過液化天然氣蒸發氣氣體輸送管線與余熱鍋爐連接，燃氣輪機發電產生的尾氣經過吸附式制冷機組產生冷量，供應給與吸附式制冷機組連接的用冷負荷，經過吸附式制冷機組出來的尾氣經過余熱鍋爐進行換熱后，提供熱量供與余熱鍋爐相連接的用熱負荷使用。
[0034]本發明還提供了使用上述液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統進行液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，具體為:
[0035]液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，具體為:
[0036]第一步，低溫冷能利用，可利用溫區范圍為-150 °C?-20 °C，液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體經過液化天然氣蒸發氣進氣管線計入到液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器進行充分換熱，換熱后的液化天然氣蒸發氣氣體經過常溫壓縮機進入到液化天然氣蒸發氣緩沖罐進行存儲，同時3液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置利用液化天然氣蒸發氣冷能進行各低溫溫區的冷量分級利用，如低溫粉碎、低溫冷庫等，實現液化天然氣蒸發氣冷能的尚效利用；
[0037]第二步，電能利用，液化天然氣蒸發氣緩沖罐內的液化天然氣蒸發氣氣體經減壓閥減壓進入到燃氣輪機進行燃燒發電，產生的電能通過電控裝置輸送給用電負荷處，如站場內潛液栗、壓縮機等；
[0038]第三步，冷量利用，燃氣輪機發電產生的尾氣經過吸附式制冷機組，驅動制冷機組制冷，滿足站場內夏季制冷的需求。
[0039]第四步，熱量利用，經吸附式制冷機組出來的尾氣再經過余熱鍋爐進行充分的換熱，提供熱量，供給用熱負荷，所述用熱負荷指生活熱水等用熱的介質等。
[0040]以下采用實施例和附圖來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。
[0041]如圖1所示，本發明提供的液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統主要包括，液化天然氣蒸發氣供應裝置、液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置，液化天然氣蒸發氣供應裝置，主要包括液化天然氣蒸發氣進氣管I，常溫壓縮機4，液化天然氣蒸發氣緩沖罐5和減壓閥13;液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置，主要包括液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器2和3液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置3;液化天然氣蒸發氣發電裝置，主要包括燃氣輪機6、電控裝置7和用電負荷(8);供冷裝置，主要包括吸附式制冷機組9和用冷負荷11;供熱裝置，主要包括余熱鍋爐10和用熱負荷12。
[0042]該系統的工作原理是液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體經液化天然氣蒸發氣進氣管線I進入到液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器2進行充分換熱，液化天然氣蒸發氣溫度同時升高至(TC左右，經過常溫壓縮機壓縮4進入液化天然氣蒸發氣緩沖罐5進行存儲；同時液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置3利用液化天然氣蒸發氣冷能進行各低溫溫區的冷量分級利用，如低溫粉碎、低溫冷庫等，實現液化天然氣蒸發氣冷能的高效利用;液化天然氣蒸發氣緩沖罐5內的液化天然氣蒸發氣氣體經減壓閥13減壓進入到燃氣輪機6進行燃燒發電，產生的電能通過電控裝置7輸送給用電負荷8處，同時燃氣輪機發電產生的尾氣溫度較高(約300-400°C)，先經過吸附式制冷機組(9)，產生冷量，供給用冷負荷11，經吸附式制冷機組9出來的尾氣溫度依然接近200°C，再經過余熱鍋爐10進行充分的換熱，提供熱量，供給用熱負荷12。至此，實現液化天然氣蒸發氣冷能的回收利用和以液化天然氣蒸發氣作為燃料的冷熱電供應，同時滿足站場內對冷熱電的需求。
[0043]所有上述的首要實施這一知識產權，并沒有設定限制其他形式的實施這種新產品和/或新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，上述內容修改，以實現類似的執行情況。但是，所有修改或改造基于本發明新產品屬于保留的權利。
[0044]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其特征在于:包括液化天然氣蒸發氣供應裝置、液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置； 液化天然氣蒸發氣供應裝置連接液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置，為這些裝置提供液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體； 液化天然氣蒸發氣氣體依次經過液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置、液化天然氣蒸發氣發電裝置、供冷裝置和供熱裝置。2.如權利要求1所述的液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其特征在于:所述液化天然氣蒸發氣供應裝置包括液化天然氣蒸發氣進氣管、常溫壓縮機、液化天然氣蒸發氣緩沖罐和減壓閥。3.如權利要求1或2所述的液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其特征在于:所述液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置包括液化天然氣蒸發氣冷能高校換熱器和液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置。4.如權利要求1至3所述的液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其特征在于:所述液化天然氣蒸發氣發電裝置包括燃氣輪機、電控裝置和用電負荷。5.如權利要求1至4所述的液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其特征在于:所述供冷裝置包括吸附式制冷機組和用冷負荷。6.如權利要求1至5所述的液化天然氣蒸發氣冷能和燃燒能綜合利用系統，其特征在于:所述供熱裝置包括余熱鍋爐和用熱負荷。7.使用權利要求1至6所述液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統進行液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，其特征在于，包括: 第一步，冷能利用； 第二步，電能利用； 第三步，冷量利用； 第四步，熱量利用。8.使用權利要求7所述液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統進行液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，其特征在于:所述第一步進一步具體為液化天然氣站場產生的液化天然氣蒸發氣氣體經過液化天然氣蒸發氣進氣管線計入到液化天然氣蒸發氣冷能高效換熱器進行充分換熱，換熱后的液化天然氣蒸發氣氣體經過常溫壓縮機進入到液化天然氣蒸發氣緩沖罐進行存儲，同時3液化天然氣蒸發氣冷能利用裝置利用液化天然氣蒸發氣冷能進行各低溫溫區的冷量分級利用，如低溫粉碎、低溫冷庫等，實現液化天然氣蒸發氣冷能的尚效利用。9.使用權利要求7或8所述液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統進行液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，其特征在于:所述第二步進一步具體為液化天然氣蒸發氣緩沖罐內的液化天然氣蒸發氣氣體經減壓閥減壓進入到燃氣輪機進行燃燒發電，產生的電能通過電控裝置輸送給用電負荷處。10.使用權利要求7至9所述液化天然氣蒸發氣冷能燃燒能綜合利用系統進行液化天然氣蒸發氣氣體能量利用的方法，其特征在于:所述第三步進一步具體燃氣輪機發電產生的尾氣經過吸附式制冷機組，產生冷量，供給用冷負荷。
【文檔編號】F02C3/22GK105928247SQ201610250412
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】鮑磊, 王全國, 王曉瑋, 黨文義, 孟猛, 凌曉東, 萬古軍
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院